Дифференциальный измеритель давления Советский патент 1990 года по МПК G01L11/00 G01L11/02 

I J. & J.

0-Јг

ел

Јь СП

чэ

Изобретение относится к измерительной технике и может быть исгюль- зЬвано для измерения давления,

Целью изобретения является расши- р|ение диапазона измеряемого давления. На фиг.1 приведена принципиальная схема дифференциального измерителя давления; на фиг.2 - зависимости сигналов по первому И,, и второму Ua ПОЛЯризационно-оптическим каналам от давления,.

Дифференциальный измеритель давле- Ния содержит два поляризационно-опти- ч|еских канала, состоящих из последовательно расположенных источника 1 септического излучения, поляризатора 2 глоскость поляризации которого ориентирована под углом 5° к направлению действия силы Р, фазовой пластинки 3 EI одну восьмую длины световой волны, установленной в диагональном положении относительно поляризатора 2, чувствительного элемента 5 анализаторов 5 и 6, причем плоскость поляризации Анализатора 5 параллельна, а анализатора 6 перпендикулярна плоскости поляризации поляризатора 2, Фотоприемни- ikoB 7 и 8, дифференциальный усилитель Ф и измерительный прибор 10.

Дифференциальный измеритель давления работает следующим образом.

В первом поляризационно-оптическом Канале луч света от источника 1 оптического излучения проходит через (поляризатор 2,- фазовую пластинку 3 в одну восьмую длины световой волны, чувствительный элемент k, анализатор .5, плоскость поляризации которого параллельна плоскости поляризации поляризатора 2, и попадает на фотоприемник 7. В результате фотоупругого эффекта величина относительного фотоэлектрического сигнала И с фотоприемника 7 описывается зависимость

U, Ш cos (S/2+7/8), (D где Ј - разность фаз, вносимая чувствительным элементом в направлении просвечивания Для большинства твердых тел

8/2 К0Р, где К - коэффициент преобразования

чувствительного элемента. Тогда формула (1) имеет вид

U(8) cosl(). (2) Во втором поляризационно-отичес - ком канале луч света от источника 1 оптического излучения проходит через поляризатор 2, фазовую пластинку 3

5

0

5

Q

5

0

0

45

50

55

в одну восьмую длины световой волны, чувствительный элемент Ц, анализатор 6, плоскость поляризации которого перпендикулярна к плоскости поляризации поляризатора 2, и попадает на фотоприемник 8 В этом случае фотоэлектрический сигнал с фотоприемника 8 описывается зависимостью

Ua(p) sin2(). (3)

Из выражений (2) и (3) следует, что знаки изменения фотоэлектрических сигналов U и U на линейных участках соответствующих зависимостей при действии давления Р противоположны (фиг.2), что дает возможность применять усилитель 9 по дифференциальной схеме, что увеличивает чувствительности в два раза и исключает влияние нестабильности источника излучения на точность измерения. Если в первом поляризационно-оптическом канале величина U при изменении давления на оР изменяется на $4, &U, во втором на -оU, то после дифференциального усилителя 9 изменение сигнала равно

Ји, - 2Ји.

Величина Аи фиксируется измеоитель- пым прибором 10, шкала которого про- градуирована в единицах давления.

Применение фазовой пластинки в одну восьмую длины световой волны в предлагаемом усилителе позволяет использовать при регистрации давления весь линейный участок зависимостей У((Р) и у/2.(Р) , так как при фазовая пластинка переводит значения Щ и DЈ в начало линейных участков соответствующих зависимостей. Это позволяет расширить диапазон измеряемого давления .

Формула изобретения

Дифференциальный измеритель давления, содержащий последовательно по ходу лучей света расположенные источник оптического излучения, поляризатор, фотоупругий чувствительный элемент, после которого установлены первый и второй анализаторы, плоскости поляризации которых ориентированы перпендикулярно одна к другой, и первый и второй фотоприемпики, электрические выходы которых подключены к входам дифференциального усилителя, соединенного с измерительным прибором, отличающийся тем, что, с целью расширения диапазона измеряемого давления, в него введена фазовая

515 5121

пластинка в одну восьмую длины свето- кость поляризации развернута1 под углом к плоскостям поляризации первого и второго анализаторов.

вои волны, при этом она установлена после поляризатора так, что ее плоскость поляризации развернута1 под углом к плоскостям поляризации первого и второго анализаторов.

Изобретение может быть использовано в измерительной технике. Целью изобретения является расширение диапазона измеряемых давлений. Цель достигается тем, что в дифференциальный измеритель давления, содержащий источник излучения 1, поляризатор 2, чувствительный элемент 4, два анализатора 5 и 6, два фотоприемника 7 и 8, дифференциальный усилитель 9 и измерительный прибор 10, введена фазовая пластинка 3 в одну восьмую длины волны, которая установлена после поляризатора так, что ее плоскость поляризации развернута под углом 45° к плоскостям поляризации анализаторов. 2 ил.

Фи& I